Die Schalteffizienz von Oxid-Halbleiter-Bauelementen lässt sich durch Platin-Nanopartikel maximieren und damit der Stromverbrauch entscheidend senken, wie Forscher um Junwoo Son und Minguk Cho vom Institut für Materialwissenschaften der Pohang University of Science & Technology (Postech) sagen. Son vergleicht die Technik mit Trittsteinen, die in Bächen liegen, um Fussgängern das Überqueren mit trockenen Füssen zu ermöglichen. Die Nanopartikel seien die Trittsteine, die den Elektronen, also dem elektrischen Strom, den Weg erleichtern und damit den Energieverbrauch senken.
Das Oxidmaterial, bei dem die Phase eines Materials bei Erreichen einer bestimmten Schwellenspannung schnell von einem Isolator zu einem Metall wechselt, ist das Schlüsselmaterial zur Herstellung von Halbleiterbauelementen mit geringem Strombedarf. Die Platin-Partikel senken ihn noch einmal. Wenn eine Spannung angelegt wird, überspringt der Strom sie gewissermassen und der Wechsel vom Isolator zum Metall gelingt schneller. Zudem können derartige Halbleiter-Bauelemente mit niedrigerer Spannung betrieben werden, heisst es.
Die Forscher erwarten, dass ihre Technologie für die Entwicklung elektronischer Geräte der nächsten Generation unerlässlich wird, etwa für intelligente Halbleiter und sogenannte neuromorphe Halbleiter-Bauelemente, die riesige Datenmengen mit weniger Strom verarbeiten könnten. Der Stromverbrauch von Halbleitern begrenzt zunehmend deren Leistungssteigerung, weil sie nicht zu heiss werden dürfen und die Kühlleistung beschränkt ist. Verbrauchsarme Systeme könnten den Bedarf nach immer mehr Rechenleistung auf immer kleinerem Raum decken.
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